(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス化可能材料を溶融チャンバにおいて溶融することによって溶融ガラスを得る方法であって、前記溶融チャンバは、上流壁と、下流壁と、側壁と、炉床と、屋根とによって規定されており、内部表面積が２００ｍ2以下であり、前記チャンバは、前記上流壁と隣り合った上流領域と、前記下流壁と隣り合った下流領域とを備えており、前記上流壁と前記下流壁との間で延びた縦軸を有しており、
・前記ガラス化可能材料は前記上流領域に装入され、
・前記ガラス化可能材料は、溶融ガラスを得るべく、前記溶融チャンバ内において溶融エネルギーを供給することによって溶融させられ、前記溶融エネルギーの少なくとも７０％は、燃料と、酸素含有量が少なくとも７０体積％である支燃剤とを２つのオキシバーナに供給し、前記２つのオキシバーナを用いて燃料及び支燃剤を前記溶融チャンバ内に噴射して、噴射軸を有した２つの火炎とフュームとを生じさせることによって供給され、前記２つのオキシバーナは、前記上流壁を通って前記溶融チャンバ内に現れており且つ前記溶融チャンバの前記縦軸を含んだ垂直面に関して両側に位置しており、
・溶融ガラスは前記下流領域から放出され、
・フュームは、前記溶融チャンバから、ヒュームを排出するための開口部によって排出され、
前記２つの火炎の前記噴射軸は、前記上流壁からの距離ｄが前記溶融チャンバの長さＬの１／３乃至３／４である位置で交差する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記排出されたフュームの少なくとも一部は熱回収手段に移送され、前記支燃剤の少なくとも一部は、前記２つのオキシバーナに供給される前に、前記熱回収手段において予熱される方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法であって、前記支燃剤は、酸素含有量が少なくとも９０体積％である方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法であって、前記熱回収手段は、前記溶融チャンバの外側であり且つ前記上流壁のほぼ裏に位置した少なくとも１つの第１熱交換器を備えている方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、前記支燃剤の少なくとも一部は、前記２つのオキシバーナに供給される前に、前記少なくとも１つの第１熱交換器において、伝熱流体との熱交換によって予熱される方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、前記伝熱流体は、前記少なくとも１つの排出用開口部の近傍に位置した少なくとも１つの第２熱交換器において、前記排出されたフュームの少なくとも一部との熱交換によって加熱され、前記加熱された伝熱流体は、前記上流壁の裏に位置した、前記支燃剤の少なくとも一部及び場合により前記燃料の少なくとも一部を予熱するための前記少なくとも１つの第１熱交換器に送られる方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法であって、前記排出されたフュームの少なくとも一部は、前記上流壁の近傍に位置した少なくとも１つの第２熱交換器に送られ、前記伝熱流体は、前記少なくとも１つの第２熱交換器において、前記排出されたフュームの前記少なくとも一部との熱交換によって加熱され、前記加熱された伝熱流体は、前記上流壁の裏に位置した、前記支燃剤の少なくとも一部及び場合により前記燃料の少なくとも一部を予熱するための前記少なくとも１つの第１熱交換器に送られる方法。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の方法であって、前記２つのオキシバーナは、前記溶融チャンバの前記縦軸を含んだ前記垂直面に関して両側に対称的に位置を定められている方法。
【請求項９】
ガラス化可能材料を溶融するための炉であって、
・上流壁と、下流壁と、側壁と、炉床と、屋根とによって規定されており、前記上流壁と隣り合った上流領域と、前記下流壁と隣り合った下流領域とを備えており、内部表面積が２００ｍ2以下であり、前記上流壁と前記下流壁との間で延びた縦軸を有している溶融チャンバと、
・前記上流領域に位置した、ガラス化可能材料を装入するための少なくとも１つの開口部と、
・前記下流領域に位置した、溶融ガラス用の少なくとも１つの出口と、
・フュームを排出するための少なくとも１つの開口部と、
・前記上流壁を貫いて前記溶融チャンバ内に現れており且つ前記溶融チャンバの前記縦軸を含んだ垂直面に関して両側に位置した２つのオキシバーナであって、各々には、支燃剤を供給する手段及び燃料を供給する手段が備え付けられているオキシバーナと
を具備しており、
前記２つのオキシバーナは、前記溶融チャンバにおけるエネルギーの少なくとも７０％を供給するように適合され、支燃剤インジェクタと燃料インジェクタとを具備し、前記上流壁からの距離ｄが前記チャンバの長さの１／３乃至３／４である位置で交差する噴射軸に沿って２つの火炎を前記燃焼チャンバ内に生じさせることが可能である炉。
【請求項１０】
請求項９に記載の炉であって、前記２つのオキシバーナは、前記溶融チャンバの前記縦軸を含んだ前記垂直面に関して両側に対称的に位置を定められている炉。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の炉であって、支燃剤を供給する前記手段は、酸素含有量が少なくとも７０体積％である酸素供給源に接続されている炉。
【請求項１２】
請求項９乃至１１の何れか１項に記載の炉であって、前記排出されたフュームから熱を回収する手段を含んでおり、前記排出されたヒュームから熱を回収する前記手段は、少なくとも１つの第１熱交換器を備えており、前記少なくとも１つの第１熱交換器は、前記チャンバの外側であり且つ前記上流壁のほぼ裏に位置している炉。
【請求項１３】
請求項１２に記載の炉であって、支燃剤を供給する前記手段は、前記少なくとも１つの第１熱交換器に接続されており、前記支燃剤の少なくとも一部を伝熱流体との熱交換によって予熱することを可能としている炉。
【請求項１４】
請求項１３に記載の炉であって、
・フュームを排出するための前記少なくとも１つの開口部の近傍に位置した、前記排出されたフュームの少なくとも一部との熱交換によって伝熱流体を加熱するための少なくとも１つの第２熱交換器と、
・前記加熱された伝熱流体を前記上流壁の裏に位置した前記少なくとも１つの第１熱交換器に送ることを可能にするダクトと
を含んだ炉。
【請求項１５】
請求項１３に記載の炉であって、
・前記上流壁の近傍に位置した、前記排出されたフュームの少なくとも一部との熱交換によって伝熱流体を加熱するための少なくとも１つの第２熱交換器と、
・前記排出用開口部を通して排出された前記フュームの少なくとも一部を前記少なくとも１つの第２熱交換器に送ることを可能にするダクトと、
・前記加熱された伝熱流体を前記上流壁の裏に位置した前記少なくとも１つの第１熱交換器に送ることを可能にするダクトと
を含んでいる炉。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【０００１】
本発明は、ガラス化可能材料を溶融させるための及び溶融ガラスを得るための方法及びオキシ燃料炉に関する。
【０００２】
本発明は、特には、溶融ガラスの生産能力又は産出量が一日当たり４００トン以下である溶融炉に関する。このような溶融炉は、例えば、中空ガラス製品又はガラス製の食器の製造において使用され、そこで、それらは成形機に溶融ガラスを供給する。
【０００３】
本発明は、より詳細には、「火炎炉」と呼ばれる溶融炉に関する。火炎炉では、溶融エネルギーの少なくとも一部は少なくとも１つの火炎によってこの溶融チャンバ内において供給され、この少なくとも１つの火炎はバーナによって生成される。
【０００４】
ＮＯxなどの汚染物質の排出を低減するために及び火炎溶融炉のエネルギー消費量を低減するために、燃焼用の支燃剤（comburant）としての空気を、酸素リッチガスで置き換えることが可能である。このような炉は、オキシ燃料火炎炉と呼ばれている。酸素リッチガスによる燃焼はオキシ燃焼と呼ばれており、酸素リッチガスを支燃剤として用いて動作するバーナはオキシバーナと呼ばれている。
【０００５】
オキシ燃焼炉では、それらバーナの配置は、一般には、炉の長さの一部に設置されており且つ炉／燃焼チャンバの軸に対して垂直に向けられた幾つかのバーナから構成されている。所望の熱プロファイルをこの炉内で築き上げるべく、これらバーナの各々の出力は、個々に調節されるか又は複数のバーナからなる群毎に調節される。これらバーナの合計の出力は、炉の産出量に応じて調節される。
【０００６】
別のバーナ配置が提案されている。  
例えば、「ループ炉」と呼ばれる溶融炉が存在しており、そこでは、（１）バーナの配置は、炉の縦軸に対して実質的に平行に向けられた非常に少数のバーナ（典型的には１つ又は２つ）からなり、（２）フュームを排出するための１つ又は複数の開口部が、１つ以上の火炎をループ形状に生じさせるように位置を定められている。
【０００７】
本発明の目的は、生産能力が限られている炉においてガラス化可能材料を溶融させるための改良されたオキシ燃焼方法に加えて、このような方法において使用することが可能な、生産能力が限られている改良された溶融炉を提供することにある。
【０００８】
本発明は、より詳細には、ガラス化可能材料を溶融チャンバにおいて溶融させることによって溶融ガラスを得る方法に関する。
【０００９】
溶融チャンバは、上流壁（装入壁又は後壁とも呼ばれる）と、下流壁（出口壁又は前壁とも呼ばれる）と、側壁と、炉床と、屋根とによって規定されている。その内部表面積は２００ｍ2以下であり、その縦軸は上流壁と下流壁との間で延びている。この溶融チャンバは、上流壁と隣り合った上流領域と、下流壁と隣り合った下流領域とを備えている。
【００１０】
本発明に係る方法では、ガラス化可能材料は上流領域に装入される。このガラス化可能材料は、溶融チャンバ内で溶融エネルギーを供給することによって溶融して、溶融ガラスを得る。溶融ガラスは、下流領域から取り出される。
【００１１】
溶融エネルギーの少なくとも一部は、２つのオキシバーナによって供給される。２つのオキシバーナは、溶融チャンバ内に出現しており、この溶融チャンバの縦軸を含んだ垂直面（即ち、前記縦軸が位置している垂直面）に関して両側に位置している。溶融エネルギーの前記少なくとも一部を供給するべく、２つのオキシバーナに燃料及び支燃剤が供給され、燃料及び支燃剤がこれら２つのオキシバーナによって先の溶融チャンバ内に噴射されて（injecte）、２つの火炎とフュームとが生じる。これら２つの火炎の各々は、噴射軸を有している。支燃剤は、酸素リッチ支燃剤であり、特には、酸素含有量が少なくとも７０体積％である支燃剤である。  
フュームは、フューム排出用開口部によって、先の溶融チャンバから排出される。
【００１２】
本発明は、上流壁からの距離ｄが溶融チャンバの長さＬの１／３乃至３／４である位置で２つの火炎の噴射軸が交差する場合に特筆すべきである。
【００１３】
溶融チャンバの内部表面積は、好ましくは、１０乃至９０ｍ2である。  
支燃剤は、好ましくは、酸素含有量が少なくとも８０体積％である。
【００１４】
２つのオキシバーナは、好ましくは、溶融チャンバの縦軸を含んだ垂直面に関して両側に対称的に位置を定められている。
【００１５】
２つの火炎の噴射軸は、好ましくは、上流壁からの距離ｄがチャンバの長さＬの約２／３（チャンバの長さＬの７／１２乃至９／１２）である位置で交差する。
【００１６】
２つの火炎の噴射軸は、好ましくは、溶融チャンバの縦軸を含んだ先の垂直面において交差する。
【００１７】
火炎の噴射軸は、最初の、即ちバーナからの出口における火炎の向き又は方向を意味していると理解される。
【００１８】
本発明に係る方法は、幾つかの利点を有している。  
このような内部表面積を有している炉においては、２つの火炎の向きが上記の如くであり、特には噴射軸が炉内で交差する本発明に係る方法は、装入物へのより効率的な熱移動を可能にし、それにより、この炉についてのより高い引き上げ速度を、及び／又は、特には炉から出て行く溶融ガラスの組成及び温度の均一性に関する溶融ガラスのより高い品質を達成することを可能にするか、又は、それに加えて、燃料の節約を達成することを可能にすることが実際に見出されている。
【００１９】
交点で高温燃焼領域を生じさせる２つの火炎の向きは、特には、ガラス浴中の溶融ガラスの流量の制御とその均一性とを向上させる。更に、この向きは、装入物の上方でのフュームの滞留時間を延ばすことを可能にし、それにより、装入物への伝熱を向上させ、炉から出て行くフュームの温度を下げる。
【００２０】
所定の出力について、オキシ燃焼におけるガス体積（特には支燃剤及びフューム）は空気燃焼におけるガス体積と比較して猛烈に削減されるという事実のおかげで、前記２つの火炎の向きのゆえに、火炎及びフュームにガラス化可能材料又は溶融ガラスの成分を同伴するリスクが低減され、この事実のおかげで、溶融チャンバの壁にダメージを与え、ガラス化可能材料及び／又は成分の損失を生じさせるリスクが低減される。
【００２１】
本発明の他の利点は、ガラス化可能材料及び溶融ガラスの溶融浴を空にすることへとつながる溶融の中断の必要なしに、それ故に、炉の冷却なしに、一方若しくは双方のバーナの、又は、２つのバーナの一方に燃料及び／又は支燃剤を供給する装置のメンテナンスを行い、これにより、故障及び相当な生産量の減少を回避することができることである。
【００２２】
上流壁を貫いて溶融チャンバ内に現れた２つのオキシバーナの存在は、これらオキシバーナのうちの一方が動作していないか若しくはメンテナンスされるか、又は、その供給手段がメンテナンスされるか、又は、前記オキシバーナへと供給される燃料及び／又は支燃剤を予熱する手段がメンテナンスされるときに、出力をこれら２つのオキシバーナのうちの他方に切り替えることを可能にする。
【００２３】
動作していないバーナの出力は、これら２つのバーナの他方によって、部分的に又は完全に埋め合わされてもよい。
【００２４】
支燃剤の酸素含有量は、有利には８５体積％を上回っており、好ましくは少なくとも９０体積％であり、より好ましくは少なくとも９５体積％であるか又は少なくとも９９体積％である。
【００２５】
本発明に係る方法及び炉のフレキシビリティを高める特に有利な或る態様によると、先の２つのオキシバーナは、火炎の方向が可変な（a flamme orientable）オキシバーナ、即ち火炎の噴射軸の方向を変更することを可能にするオキシバーナである。火炎の方向が可変なこのようなバーナは、特には、Ｌ’Ａｉｒ Ｌｉｑｕｉｄｅ社による特許出願である国際公開第２００８／００３９０８号及び仏国特許出願公開第２９０３４７９号に記載されている。このタイプのバーナの使用は、特には、２つの火炎の噴射軸が交差する位置を先の溶融チャンバ内で移動させることを可能にする。これは、例えば、炉の産出量及び／又はガラス化可能材料の組成の変更を考慮することを可能にする。
【００２６】
好ましくは、排出されたフュームの少なくとも一部は熱回収手段に移送される。  
反応物質（支燃剤及び／又は燃料）の少なくとも一部、特には支燃剤の一部を先の２つのバーナの上流において予熱することによって、この溶融方法のエネルギー収支を更に向上させることが可能である。前記予熱は、有利には、先の熱回収手段において、特には１つ以上の熱交換器を使用することによって行われる。これら熱交換器は、典型的には、フュームを排出するための循環路上であって炉の下流に設置される。
【００２７】
反応物質を予熱するこの技術は、酸素及び燃料消費の約１０％の利得を達成することを可能にする。実際の利得は、これら反応物質が到達する温度レベルと、炉の設計と、使用するバーナのタイプとの関数である。
【００２８】
高温の反応剤を使用するこのようなオキシ燃焼技術の導入を、その実施の複雑さ、達成される節約と比較した導入の費用及びこの予熱加熱設備全体の規模にも拘わらず、小型の炉にとって価値あるものとし且つ収益性のあるものとするために、本発明の態様の１つによると、熱回収手段が、溶融チャンバの外側であり且つ２つのオキシバーナが据え付けられている上流壁のほぼ裏（essentiellement derriere）に位置した少なくとも１つの熱交換器を備えており、前記２つのオキシバーナに供給される少なくとも一部、好ましくは全ての支燃剤が、少なくとも１つの第１熱交換器において、伝熱流体との熱交換によって予熱されることが提案される。
【００２９】
それ故、本発明は、低生産能力の溶融チャンバを有している炉において反応物質を予熱する技術によって提供されるエネルギー利得の恩恵を受けることを、比較的単純な適用手段で及び妥当な設置費用で、規模を大きくし過ぎることなしに可能とする。
【００３０】
なお、本文脈において、用語「溶融チャンバ」は、溶融／精製チャンバも包含している。
【００３１】
本発明に係る方法は、生産能力が低いチャンバである溶融チャンバを用いて行われる。このチャンバは、典型的には、溶融ガラスの生産能力又は産出量が、１日当たり４００トン以下、好ましくは１日当たり５０乃至２００である。これは、概して、内部表面積（＝長さＬ×幅ｌ）が、２００ｍ2以下、好ましくは１０乃至９０ｍ2であるチャンバに対応している。
【００３２】
以下、用語「生産能力が低いチャンバ」は、上記説明の何れか１つに従うチャンバを表している。
【００３３】
先の２つのオキシバーナの各々には、前記バーナに移送される燃料の流量を調節することを可能にする燃料供給手段が設けられている。
【００３４】
生産能力が低いチャンバにおいては、上流壁に据え付けられた二段階の及び／又は力積可変（impulsion variable）のオキシバーナによって、装入物（ガラス化可能材料及び溶融ガラス）への火炎の良好な到達範囲と良好な熱プロファイルとを達成することが可能であることが特に見出された。
【００３５】
多段燃焼は、２つの連続した燃焼領域での燃焼である。第１燃焼領域では、反応物質の一方（燃料又は支燃剤）が、燃焼についての化学量論量未満の量で噴射される。この第１領域では、燃焼は燃料に富んでいる（支燃剤又はより詳細には酸素を化学量論未満で噴射する場合）か、又は燃焼は酸素に富んでいる（燃料を化学量論量未満で噴射する場合）。化学量論量未満で噴射された反応物質を補うものが第１領域から距離をおいて噴射され、それによって第２燃焼領域が生じ、ここで、化学量論量未満で噴射された反応物質を補う先のものが、第１領域の燃焼からの残留物、特にはフュームに存在する他方の反応物質からの残留物と反応する。
【００３６】
より頻繁には、化学量論量未満で第１燃焼領域内に噴射される反応物質は、支燃剤である。
【００３７】
「分離ジェットバーナ」とも呼ばれ、本発明に係る方法及び炉において有利に使用されてもよい多段燃焼バーナは、特には、本出願人名義の国際公開第０２／０８１９６７号、国際公開第２００４／０９４９０２号及び国際公開第２００５／０５９４４０号に記載されており、Ａｌｇｌａｓｓ（登録商標） Ｓｕｎという商品名で本出願人企業によって市販されている。
【００３８】
多段燃焼オキシバーナは、以下の利点を有している。  
・炉が要求する産出量の変化に特に適合し得るフレキシブルな出力、
・調節可能な火炎の長さ。
【００３９】
これらのバーナは、特には、動作出力とは無関係に火炎の長さを変更することを可能にし、それにより、チャンバの長さ全体に亘って加熱を配分することを可能にする。
【００４０】
フレキシビリティを強化すべく酸素ランスを備えているか又はこれを備えていない力積可変バーナは、反応物質（支燃剤及び燃料）の噴射速度を調節することによって、火炎の長さを調節することを可能にする。力積が段階的なバーナは、動作出力とは無関係に火炎の長さを変更することも可能にする。燃料は、より頻繁には、気体燃料である。
【００４１】
本発明に係る方法及び炉において有利に使用されてもよい力積可変バーナは、特には、本出願人名義の仏国特許出願公開第２８３７９１６号、欧州特許出願公開第１１９５５５７号、欧州特許出願公開第０７６３６９２号及び欧州特許出願公開第１０１６８２５号に記載されており、Ａｌｇｌａｓｓ（登録商標） ＶＭという商品名で本出願人の企業によって市販されている。
【００４２】
なお、本発明は、上流壁に据え付けられた２つのオキシバーナによって、浴への及びそれ故に装入物（ガラス化可能材料及び溶融ガラス）への２つの火炎の良好な到達範囲と、優れた熱プロファイルとを達成することを可能にするが、これは、この溶融チャンバにおける、特には下流領域における、特には溶融／精製チャンバの場合には精製領域における、他のバーナの存在及び／又は燃料及び／又は支燃剤用のインジェクタ若しくはランスの存在を排除するものではない。
【００４３】
しかしながら、上流壁に据え付けられた２つのオキシバーナは、有益には、先のチャンバにおける溶融エネルギーの少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも８０％を供給する。
【００４４】
先のチャンバにおける溶融エネルギーの少なくとも９０％か又はその全てを、上流壁に据え付けられたこれら２つのオキシバーナによって提供することが想定される。
【００４５】
上流壁において２つのオキシバーナの位置を定めることのおかげで、これらのオキシバーナ用の支燃剤の少なくとも一部を予熱するための少なくとも１つの熱交換器の位置を、（チャンバの内側から見て、又は、下流壁の前方の位置で見て）先の上流壁のほぼ裏に又は好ましくはその真裏に定めることが可能であり、それによって、全体の規模を制限することが可能である。
【００４６】
上流壁の裏に位置した少なくとも１つの第１熱交換器は、排出されたフュームが通過し、そこで、支燃剤の少なくとも一部が前記フュームとの熱交換によって予熱される直接式熱交換器であってもよく、この場合、前記フュームが熱交換流体である。この解決策は、費用が妥当ではあるものの、十分なレベルの安全性を提供するようには思えない。
【００４７】
好ましくは、上流壁の裏に位置した少なくとも１つの熱交換器は、好ましくは間接式交換器である。この場合、支燃剤の少なくとも一部は、先のフューム以外の伝熱流体との熱交換によって予熱され、次いで、前記熱交換流体は、第２熱交換によって先のフュームから熱エネルギーを回収する。
【００４８】
支燃剤の少なくとも一部と伝熱流体との間の熱交換及び伝熱流体とフュームとの間の熱交換は、同一の（第１）熱交換器において行われてもよいし、２つの別々の交換器において行われてもよく、少なくとも伝熱流体と支燃剤との間の熱交換のための交換器（第１交換器）は、上流壁のほぼ裏に位置を定められている。
【００４９】
Ａｉｒ Ｌｉｑｕｉｄｅ社による米国特許第６０７１１１６号及び米国特許第６２５０９１６号は、本発明の文脈において有利に使用されてもよい間接式熱交換装置を記載している。
【００５０】
好ましくは、先の２つオキシバーナに供給される前に、燃料は、チャンバの外側であり且つ上流壁のほぼ裏に位置した少なくとも１つの第１熱交換器において、その少なくとも一部、好ましくはその全てが予熱される。支燃剤を予熱することに関する上記考え方は、燃料を予熱するのにも適用される。
【００５１】
この方法は、様々な燃料を使用して行われてもよい。気体燃料が好ましい。  
前記支燃剤の少なくとも一部は、上で説明したように、有利には、排出されたフュームとの間接的な熱交換によって予熱され、それにより、この方法の信頼性及び安全性を高めることを可能にする。
【００５２】
エネルギー利得を増加させるべく、前記燃料の少なくとも一部を、少なくとも１つの第１熱交換器における伝熱流体との熱交換によって予熱することも可能であり、好ましくは、この予熱も、排出されたフュームとの間接的な熱交換によって行われる。
【００５３】
間接的な熱交換は、排出されたフュームとの直接的な熱交換によって伝熱流体が加熱され、このようにして加熱された伝熱流体との直接的な熱交換によって支燃剤及び場合によっては燃料が加熱される単一の熱交換器において行われてもよい。しかしながら、２つの直接的な熱交換を２つの別々の交換器において行うことが、多くの場合、有益である。
【００５４】
従って、この方法の或る態様によると、空気又は不活性ガスなどの伝熱流体は、少なくとも１つの排出用開口部の近傍に位置した少なくとも１つの第２熱交換器において、排出されたフュームの少なくとも一部との熱交換によって加熱される。伝熱流体は、上流壁の裏に位置した少なくとも１つの第１熱交換器に送られ、ここで、前記支燃剤の少なくとも一部及び場合によっては前記燃料の少なくとも一部の予熱が行われる。
【００５５】
この方法の代わりの態様によると、排出されたフュームの少なくとも一部は、上流壁の近傍に位置した少なくとも１つの第２熱交換器に送られ、この少なくとも１つの熱交換器は、特には、上流壁のほぼ裏に位置を定められ得る。空気又は不活性ガスなどの伝熱流体は、先の少なくとも１つの第２熱交換器において、排出されたフュームの少なくとも一部との熱交換によって加熱される。加熱された伝熱流体は、上流壁の裏に位置した、前記支燃剤の少なくとも一部及び場合によっては前記燃料の少なくとも一部を予熱するための少なくとも１つの第１熱交換器に向けて送られる。
【００５６】
また、本発明は、ガラス化可能材料を溶融して溶融ガラスを得るための、上記方法を実施することを可能にする炉にも関する。
【００５７】
本発明に係る炉は、上流壁と、下流壁と、側壁と、炉床と、屋根とによって規定されており且つ上流壁に隣り合った上流領域と下流壁に隣り合った下流領域とを含んだ溶融チャンバを具備している。このチャンバの内部表面積は、２００ｍ2以下である。
【００５８】
また、この溶融炉は、先の上流領域に位置したガラス化可能材料を装入するための開口部と、下流領域に位置した溶融ガラス用の少なくとも１つの出口とを更に含んでいる。
【００５９】
また、本発明に係る炉は、フュームを排出するための少なくとも１つの開口部と、排出されたフュームから熱を回収する手段とを更に含んでいる。
【００６０】
また、このオーブンは、上流壁を貫いて溶融チャンバ内に現れており、溶融チャンバの縦軸を含んだ平面に関して両側に位置した２つのオキシバーナを含んでいる。これら２つのオキシバーナの各々は、支燃剤を供給する手段と、燃料を供給する手段とが備え付けられている。
【００６１】
本発明に係る炉は、特には、上流壁を貫いて溶融チャンバ内に現れている先の２つのオキシバーナが、上流壁からの距離ｄがチャンバの長さＬの１／３乃至３／４である位置で交差する噴射軸に沿って火炎を燃焼チャンバ内に生じさせることができるように、支燃剤及び燃料インジェクタを備えていることを特徴とする。
【００６２】
溶融チャンバの内部表面積は、好ましくは、１０乃至９０ｍ2である。  
２つのオキシバーナは、好ましくは、溶融チャンバの縦軸を含んだ垂直面に関して両側に対称的に位置を定められている。
【００６３】
２つの火炎の噴射軸は、好ましくは、上流壁からの距離ｄがチャンバの長さＬの約２／３（チャンバの長さＬの７／１２乃至９／１２）である位置で交差する。
【００６４】
２つの火炎の噴射軸は、好ましくは、溶融チャンバの縦軸を含んだ垂直面において交差する。
【００６５】
支燃剤を供給する手段は、酸素含有量が少なくとも７０体積％である支燃剤供給源に接続されている。この酸素含有量は、有益には８０％を上回る。それは、特には８５体積％を上回ってもよく、好ましくは少なくとも９０体積％であってもよく、より好ましくは少なくとも９５体積％であるか又は少なくとも９９体積％であってもよい。
【００６６】
燃料を供給する手段は、好ましくは、気体燃料の供給源に接続されている。しかしながら、本発明は、気体燃料で動作する溶融炉に限定されるものではなく、液体燃料などの他の燃料で動作する炉も含んでいる。
【００６７】
２つのオキシバーナは、好ましくは、多段及び／又は力積可変燃焼オキシバーナである。
【００６８】
排出されたフュームから熱を回収する手段は、有利には、少なくとも１つの熱交換器を備えており、前記少なくとも１つの熱交換器は、溶融チャンバの外側であり且つ上流壁のほぼ裏に位置している。支燃剤を供給する手段の少なくとも一部は、前記少なくとも１つの熱交換器に接続されており、伝熱流体との熱交換によって支燃剤の少なくとも一部を予熱することを可能とする。
【００６９】
有利には、燃料を供給する手段の少なくとも一部は、前記少なくとも１つの第１熱交換器に接続されており、伝熱流体との熱交換によって燃料の少なくとも一部を予熱することを可能とする。
【００７０】
少なくとも１つの第１熱交換器は、直接式の熱交換器であってもよく、間接式の熱交換器であってもよい。
【００７１】
支燃剤の少なくとも一部及び場合によっては燃料の少なくとも一部を間接的に予熱することを可能にする或る態様によると、先の炉は、
・フュームを排出するための少なくとも１つの開口部の近傍に位置した、排出されたフュームの少なくとも一部との熱交換によって伝熱流体を加熱するための少なくとも１つの第２熱交換器と、
・加熱された伝熱流体を上流壁の裏に位置した少なくとも１つの第１熱交換器に送ることを可能にするダクトと
を含んでいる。
【００７２】
代わりの態様によると、先の炉は、
・上流壁の近傍に位置した、排出されたフュームの少なくとも一部との熱交換によって伝熱流体を加熱するための少なくとも１つの第２熱交換器と、
・排出用開口部を通して排出されたフュームの少なくとも一部を少なくとも１つの第２熱交換器に送ることを可能にするダクトと、
・加熱された伝熱流体を上流壁の裏に位置した少なくとも１つの第１熱交換器に送ることを可能にするダクトと
を含んでいる。
【００７３】
溶融炉は、有益には、中空ガラス製品又はガラス製の食器を製造するための炉であって、成形機に溶融ガラスを供給するように設計された炉である。
【００７４】
以下に、図面を参照しながら、本発明の態様の或る具体的な例によって、本発明を例証する。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る溶融炉の断面の概略図。
【００７６】
図に示したように、溶融／精製チャンバである溶融チャンバは、長さがＬであり且つ幅がｌである。このチャンバには、上流壁を貫いて溶融チャンバ内に現れた２つの多段燃焼オキシバーナ７が備え付けられている。前記オキシバーナは、このチャンバの縦軸Ｘ−Ｘを含んだ垂直面に関して両側に対称的に位置を定められている。
【００７７】
２つのオキシバーナの各々は、耐火材製のブロックを具備しており、このブロックは、燃料を噴射するための第１流路、前記第１流路を囲んだ環状の断面を有した第１支燃剤を噴射するための流路又は「覆い」、及び第１流路からの距離が短い位置と第１流路からの距離が長い位置とにある第２支燃剤を噴射するための流路を備えている。
【００７８】
本出願人企業は、耐火ブロックを具備したバーナをＡｌｇｌａｓｓ（登録商標） Ｓｕｎという商品名で市販しており、各ブロックは、上で説明したような燃料及び酸素用の流路を備えており、本発明に係る２つのオキシバーナの１つとして使用され得る。この場合、２つのブロックの各々が単独でオキシバーナを構成することが、本発明の文脈の範囲内において考えられるであろう。
【００７９】
フュームを排出するための開口部は、下流壁に位置している。  
排出されたフュームは、排出用開口部の近傍に位置したヒューム／空気レキュペレータ又は第２熱交換器１に送られる。この第２熱交換器では、伝熱流体として使用される空気が、先の排出されたフュームとの熱交換によって加熱される。
【００８０】
このようにして得られた高温空気は、ダクト２を通して、上流壁の裏に位置を定められた２つの第１熱交換器３及び４に送られる。
【００８１】
空気／酸素交換器３では、酸素支燃剤が、酸素接続を通して２つのオキシバーナ７に送られる前に、高温空気との熱交換によって予熱される。
【００８２】
天然ガス燃料は、天然ガス接続を通してオキシバーナ７に送られる前に、空気／天然ガス交換器４において、予熱された空気との熱交換によって予熱される。
【００８３】
２つのオキシバーナ７は、これら２つのバーナの火炎噴射軸が、チャンバの縦軸Ｘ−Ｘを含んだ垂直面に位置した交点で交差して、そこにホットポイントを生じるように向けられている。
【００８４】
前記バーナの角度αは、所望されるホットポイントの位置に応じて選択される。例えば、距離ｄ＝２×Ｌ／３である場所に位置したホットポイントの場合、ｔａｎα＝１／（２×ｄ）＝３×ｌ／（４×Ｌ）である。
【００８５】
本発明に係る方法及び炉の或る例によると、溶融チャンバは、長さが９ｍであり且つ幅が４．５ｍである。
【００８６】
この方法のパラメータを以下の表に示す。
【表１】
0005619606.tif 000002
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
［１］
ガラス化可能材料を溶融チャンバにおいて溶融することによって溶融ガラスを得る方法であって、前記溶融チャンバは、上流壁と、下流壁と、側壁と、炉床と、屋根とによって規定されており、内部表面積が２００ｍ2以下、好ましくは１０乃至９０ｍ2であり、前記チャンバは、前記上流壁と隣り合った上流領域と、前記下流壁と隣り合った下流領域とを備えており、前記上流壁と前記下流壁との間で延びた縦軸を有しており、
・前記ガラス化可能材料は前記上流領域に装入され、
・前記ガラス化可能材料は、溶融ガラスを得るべく、前記溶融チャンバ内において溶融エネルギーを供給することによって溶融させられ、前記溶融エネルギーの少なくとも一部は、燃料と、酸素含有量が少なくとも７０体積％、好ましくは少なくとも８０体積％である支燃剤とを２つのオキシバーナに供給し、前記２つのオキシバーナを用いて燃料及び支燃剤を前記溶融チャンバ内に噴射して、噴射軸を有した２つの火炎とフュームとを生じさせることによって供給され、前記２つのオキシバーナは、前記上流壁を通って前記溶融チャンバ内に現れており且つ前記溶融チャンバの前記縦軸を含んだ垂直面に関して両側に位置しており、
・溶融ガラスは前記下流領域から放出され、
・フュームは、前記溶融チャンバから、ヒュームを排出するための開口部によって排出され、
前記２つの火炎の前記噴射軸は、好ましくは前記溶融チャンバの前記縦軸を含んだ前記垂直面内であって、前記上流壁からの距離ｄが前記溶融チャンバの長さＬの１／３乃至３／４である位置、好ましくは前記溶融チャンバの長さの約２／３である位置で交差する方法。
［２］
［１］に記載の方法であって、前記排出されたフュームの少なくとも一部は熱回収手段に移送され、前記支燃剤の少なくとも一部は、前記２つのオキシバーナに供給される前に、前記熱回収手段において予熱される方法。
［３］
［１］又は［２］に記載の方法であって、前記支燃剤は、酸素含有量が少なくとも８５体積％、好ましくは少なくとも９０体積％、より好ましくは少なくとも９５体積％である方法。
［４］
［１］乃至［３］の何れか１項に記載の方法であって、前記熱回収手段は、前記溶融チャンバの外側であり且つ前記上流壁のほぼ裏に位置した少なくとも１つの第１熱交換器を備えている方法。
［５］
［４］に記載の方法であって、前記支燃剤の少なくとも一部は、前記２つのオキシバーナに供給される前に、前記少なくとも１つの第１熱交換器において、伝熱流体との熱交換によって予熱される方法。
［６］
［５］に記載の方法であって、前記伝熱流体は、前記少なくとも１つの排出用開口部の近傍に位置した少なくとも１つの第２熱交換器において、前記排出されたフュームの少なくとも一部との熱交換によって加熱され、前記加熱された伝熱流体は、前記上流壁の裏に位置した、前記支燃剤の少なくとも一部及び場合により前記燃料の少なくとも一部を予熱するための前記少なくとも１つの第１熱交換器に送られる方法。
［７］
［５］に記載の方法であって、前記排出されたフュームの少なくとも一部は、前記上流壁の近傍に位置した少なくとも１つの第２熱交換器に送られ、前記伝熱流体は、前記少なくとも１つの第２熱交換器において、前記排出されたフュームの前記少なくとも一部との熱交換によって加熱され、前記加熱された伝熱流体は、前記上流壁の裏に位置した、前記支燃剤の少なくとも一部及び場合により前記燃料の少なくとも一部を予熱するための前記少なくとも１つの第１熱交換器に送られる方法。
［８］
［１］乃至［７］の何れか１項に記載の方法であって、前記２つのオキシバーナは、前記溶融チャンバの前記縦軸を含んだ前記垂直面に関して両側に対称的に位置を定められている方法。
［９］
ガラス化可能材料を溶融するための炉であって、
・上流壁と、下流壁と、側壁と、炉床と、屋根とによって規定されており、前記上流壁と隣り合った上流領域と、前記下流壁と隣り合った下流領域とを備えており、内部表面積が２００ｍ2以下、好ましくは１０乃至９０ｍ2であり、前記上流壁と前記下流壁との間で延びた縦軸を有している溶融チャンバと、
・前記上流領域に位置した、ガラス化可能材料を装入するための少なくとも１つの開口部と、
・前記下流領域に位置した、溶融ガラス用の少なくとも１つの出口と、
・フュームを排出するための少なくとも１つの開口部と、
・前記上流壁を貫いて前記溶融チャンバ内に現れており且つ前記溶融チャンバの前記縦軸を含んだ垂直面に関して両側に位置した２つのオキシバーナであって、各々には、支燃剤を供給する手段及び燃料を供給する手段が備え付けられているオキシバーナと
を具備しており、
前記２つのオキシバーナは、支燃剤インジェクタと燃料インジェクタとを具備し、好ましくは前記溶融チャンバの前記縦軸を含んだ前記垂直面内であって、前記上流壁からの距離ｄが前記チャンバの長さの１／３乃至３／４である位置、好ましくは前記チャンバの長さの約２／３である位置で交差する噴射軸に沿って２つの火炎を前記燃焼チャンバ内に生じさせることが可能である炉。
［１０］
［９］に記載の炉であって、前記２つのオキシバーナは、前記溶融チャンバの前記縦軸を含んだ前記垂直面に関して両側に対称的に位置を定められている炉。
［１１］
［９］又は［１０］に記載の炉であって、支燃剤を供給する前記手段は、酸素含有量が少なくとも７０体積％であり、好ましくは８０体積％を上回っており、好ましくは８５％を上回っており、より好ましくは少なくとも９０体積％を上回っている酸素供給源に接続されている炉。
［１２］
［９］乃至［１１］の何れか１項に記載の炉であって、前記排出されたフュームから熱を回収する手段を含んでおり、前記排出されたヒュームから熱を回収する前記手段は、少なくとも１つの第１熱交換器を備えており、前記少なくとも１つの第１熱交換器は、前記チャンバの外側であり且つ前記上流壁のほぼ裏に位置している炉。
［１３］
［１２］に記載の炉であって、支燃剤を供給する前記手段は、前記少なくとも１つの第１熱交換器に接続されており、前記支燃剤の少なくとも一部を伝熱流体との熱交換によって予熱することを可能としている炉。
［１４］
［１３］に記載の炉であって、
・フュームを排出するための前記少なくとも１つの開口部の近傍に位置した、前記排出されたフュームの少なくとも一部との熱交換によって伝熱流体を加熱するための少なくとも１つの第２熱交換器と、
・前記加熱された伝熱流体を前記上流壁の裏に位置した前記少なくとも１つの第１熱交換器に送ることを可能にするダクトと
を含んだ炉。
［１５］
［１３］に記載の炉であって、
・前記上流壁の近傍に位置した、前記排出されたフュームの少なくとも一部との熱交換によって伝熱流体を加熱するための少なくとも１つの第２熱交換器と、
・前記排出用開口部を通して排出された前記フュームの少なくとも一部を前記少なくとも１つの第２熱交換器に送ることを可能にするダクトと、
・前記加熱された伝熱流体を前記上流壁の裏に位置した前記少なくとも１つの第１熱交換器に送ることを可能にするダクトと
を含んでいる炉。
【図１】
0005619606.tif 000003